城市轨道交通车辆车门控制原理

周丹丹

城市轨道车辆车门系统是轨道交通的核心，城市轨道交通车辆中车门系统在城市轨道车辆中扮演这极其重要的角色。作为城市轨道车辆中一个与行车安全密切相关的关键系统，也是与乘客紧密关联的关键部门，提升轨道车辆门系统的可靠性，对于保障轨道交通的安全运输，保障乘客的生命安全都具有关键性的意义。所以城市轨道车辆车门系统的控制设计就尤为重要。本文就香港沙中线车辆的车门系统的控制原理及设计理念进行介绍，并根据设计的经验对城市轨道交通车辆车门控制设计给出建议。

【关键词】城市轨道交通车辆 车门系统 车门控制系统 车门系统控制原理

1 概述

城市轨道交通车辆中车门系统是车辆的安全级别很高的一个重要系统，关乎乘客的生命安全。车门系统的可靠性，直接关系着城市轨道车辆的运行质量。城市轨道车辆的车门系统分为车门机械结构系统及车门控制系统。车门机械结构系统与车门控制系统密切配合才能保证整个车门系统的安全可靠。故此两部分在城市轨道车辆的设计中为重点设计部位。下面就香港沙中线车辆的车门系统控制原理进行简要介绍。

2 车门控制原理介绍

目前国内大多数城市的轨道交通车辆的车门控制更趋于简单直接，仅设置了列车级的控制回路。而香港沙中线车门控制原理较其他城市轨道交通车辆的车门控制电路上侧重的是采用了大量的继电器搭建列车级和车辆级两层控制逻辑。列车级别的电路建立后才能保证车辆级控制电路的建立。沙中线的车门控制原理根据控制功能类别分为车门互锁控制电路、车门使能控制电路、开门控制电路、关门控制电路、车门列车线电路、车门控制网络电路。

2.1 列车级控制

2.1.1 车门互锁控制

车门互锁电路通过牵引系统继电器、零速继电器及司机控制器的触点进行逻辑配合搭建了车门互锁电路。车门互锁电路贯穿整列车，从车头到车尾所有车厢级的门关好并锁闭继电器触点闭合形成回路后，反馈到头车后才会令继电器的线圈得电工作。从而完成了列车级别的控制回路。这是车门控制回路建立的先决条件。

2.1.2 车门使能控制

车辆在ATO（Automatic Train Operation）模式下，ATC（Automatic Train Control）系统将会自动送出车门使能信号，该使能信号控制车辆左/右门使能继电器，左/右门使能继电器与辅助继电器进行逻辑配合搭建门使能电路。若在非ATO控制模式时，门使能指令则由司机给出。门使能回路建立后，将由左/右侧门使能列车线将门使能信号送往每节车厢的门使能继电器。

2.1.3 车门打开控制

开门控制电路是要在关门电路已断开的情况的才能建立。在ATO（Automatic Train Operation）控制模式下，ATC（Automatic Train Control）系统将会自动给出开左/右侧门指令，该指令信号控制车辆左/右门开门继电器。若在非ATO控制模式时，开左/右侧车门由司机通过按压开门按钮将开门指令发出。开左/右侧车门回路建立后，将由开左/右侧车门列车线将指令送往每节车厢的开门继电器。

2.1.4 车门关闭控制

关门指令直接由司机按下关门按钮发出，由列车关门列车线将关门指令送往每节车厢的关门继电器。

2.1.5 与站台屏蔽门控制

现代城市轨道车辆为了更好的保障乘客的安全，在轨道车辆的站台设置了屏蔽门。当列车驶入站台停止后，列车的车门与站台的屏蔽门要同步打开与关闭。国内大部分的城市轨道车辆的车门开关的时间与屏蔽门同步控制一般是在门控器内进行逻辑控制。香港沙中线则是通过时间继电器在开关门的控制电路中进行配合实现的。

2.2 车辆级控制

每节车厢均设置了车门控制：每节车厢均设置了门使能继电器、开门继电器、关门继电器及零速继电器。这些继电器从相应的列车线上取来对应的控制指令后，将指令再发送给每个车门的控制器，车门控制器根据送来的这些指令再进行逻辑判断，一旦具备了开门或关门的逻辑后，就会执行相应的动作。

3 设计理念

车门作为城市轨道车辆的安全部件之一，与乘客紧密的联系在一起，为确保乘客的生命安全，必须要做到绝对安全。

车辆在行驶过程中是不允许车门打开的，一旦打开将威胁到乘客的生命安全。所以车门打开的前提必须是车辆已经静止不动，故车辆零速信号有效；再者门使能信号的意思就是允许门打开了，所以由ATC系统或由司机室人为送出；最后就是开门指令有效，由ATC系统或司机人为送出。以上三种指令缺一不可，三个信号的逻辑构成与的逻辑关系。

列车的车门状态作为车辆安全的一个重要状态信号，是要反馈到列车的牵引安全环路中的。当列车的所有车门包括司机室侧门均完全关好并锁闭了，牵引安全环路才能够建立，车辆才能够进行牵引，否则列车将不能够进行牵引。此种做法是车辆安全设计的一个准则，应用在所有的軌道车辆当中。

港铁根据多年的成熟运营经验，尤其独到的运营管理模式。在港铁运营的车辆每侧都会旁路掉一个车门的关闭状态，在车门环路及牵引回路中将被忽略。当车辆出现紧急情况时使整列车车门无法打开时，每节车的每侧都至少有一个车门在车辆停止时是可以打开的，使乘客可以由此门进行疏散逃生。

4 车门控制设计原则

在进行车门控制电路时，首先要确保设计的安全性。设计时应尽量采用简洁的电路，避免冗繁；对于关键部件尽可能采用冗余设计，避免单点故障的发生；元器件的选择要尽可能采用安全可靠的器件，尤其是关键部位的继电器应重点考虑采用安全继电器。

5 结束语

车门控制系统在城市轨道交通车辆上起着举足轻重的作用，因车门系统与乘客的安全紧密联系在一起，安全的理念要始终贯穿在设计始终。控制电路的要简洁实用，控制逻辑要简单合理，去除冗余无效的控制逻辑，防止可能发生故障的节点数量，避免单点故障发生。保证车门控制系统设计既简单实用又安全可靠。

作者单位

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林省长春市 130000